Co je to Turing Machine?
Turingový stroj je filozofický konstrukt pro to, jak může počítač fungovat, vynalezený v roce 1936 Alanem Turingem, slavným anglickým matematikem a logikem 20. století. Myšlenky za Turing Machine jsou základem pro všechny moderní počítačové software a hardwarové systémy, které existují od roku 2011, ačkoli skutečné koncepty Turing vytvořené nebyly nikdy použity k vytvoření skutečného zařízení v té době a byly vynalezeny dříve, než existovaly digitální počítače v jakékoli skutečné formě. Principy, na nichž obsahují funkce Turing Machine, zahrnují sadu ovládacích prvků pro vstupní a výstupní údaje, stroj pro zpracování dat v nějaké formě a sada stanovených pravidel pro to, jak jsou tyto údaje zpracovávány strojem. jejich postupssing. To by mělo za následek vytvoření mechanických zařízení, která by mohla být položena logické otázky pro složité problémy a rychle přicházet s nezaujatými odpověďmi. Turingový stroj byl v tomto ohledu předchůdcem počítačového algoritmu, což je kompilovaný seznam počítačových pokynů, na které centrální zpracovatelské jednotky (CPU) v počítačích spoléhají na funkci od roku 2011.
Design pro Turing Machine byl zjednodušený moderními výpočetními standardy 21. století a jeho fyzická funkce měla nepraktičnosti, pokud jde o jeho implementaci, ale myšlenky, na které byl postaven, měly pevný základ. Stroj se skládal z pásky nebo stuhy s potištěnými symboly, které by mohla přečíst hlavou, když se přes něj procházela páska. Jak byly symboly čteny, vyvolaly by určité stavy ve stroji, které by směřovaly pohyb pásky a ovlivnily výstupní hodnotyvyrobeno strojem. Analogem k moderním počítačovým systémům z roku 2011 by bylo, že páska představuje kód počítačového softwaru nebo algoritmy, čtenář je CPU a výstupem by byl zobrazovací a přenosové systémy, jako jsou monitory, reproduktory a tiskárny, síťový provoz a další.
Myšlenky za Turingovým strojem byly považovány za základní funkci provádění jakékoli řady výpočtů a lze je také porovnat s tím, jak lidský mozek funguje. Turing sám a ostatní své doby věřil, že Turingový stroj může být přizpůsoben, aby vykonával prakticky jakýkoli typ představitelného výpočtu a působil jako univerzální stroj pro řešení všech lidských problémů. Problém, který se s tímto konceptem brzy objevil, se však nazývá Turing Tarpit a odkazuje na skutečnost, že ačkoli jakýkoli samostatný soubor symbolů může být zpracován Turingovým strojem, získání takového stroje k vytvoření smysluplných odpovědí na otázky se spoléhá zcela na stále složitější a vícevrstvé sadypravidel zpracování.
Computer Science se brzy setká s problémy s tím, jak by se softwarové a hardwarové systémy založené na principech Turing Machine mohly zablokovat v nesmyslných výpočtech známých jako programové smyčky. Logická omezení vedla k adaptacím principů Turing Machine, jako je například kvantové a pravděpodobnostní Turingovy stroje. Pravděpodobnostní Turingový stroj využívá myšlenku, že ve stroji se současně provádí více pásek, aby se vytvořily různé výsledky paralelně, které jsou pak proti sobě váženy na základě pravděpodobnosti, kterým je výsledek s největší pravděpodobností přesný. Takové stroje by dospěly k závěrům podobným způsobem, jakým fuzzy logický software funguje v pokročilých kontrolních systémech od roku 2011.
Kvantový počítač založený na principu Turing Machine by měl pásku nekonečné délky s buňkami symbolů v neustálém neurčeném stavu, dokud nebude přečteno. To by zajistilo formu paralelního zpracování, která by byla nesmírně lepší nežPostupy zpracování dat používané v počítačích od roku 2011. Quantum Turingovy stroje nabízejí možnost ukládat více hodnot v jednotlivých buňkách paměti, dokud nejsou přístupné, které standardní logické počítače nemohou udělat.